工藝材料學　申論題歷屆試題與參考架構

參考架構・破題

浸醮法（浸釉）是將已素燒的坯體整體或局部浸入釉漿，靠坯體吸水使釉漿附著成釉層的施釉方式，作答重點在釉漿調製、浸釉操作與釉層厚度控制。

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參考架構・破題

製材是把原木鋸解成板材、角材的加工；徑面鋸與弦面鋸的差別在鋸切方向與年輪的關係，進而影響板材的紋理、收縮變形與用途。

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參考架構・破題

礦物纖維是由天然礦物或礦物熔融後製成的無機纖維，共同特性是耐熱、不燃、耐腐蝕與絕緣，作答宜先分類再逐類說明特性與用途。

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參考架構・破題

人造合板是將木材加工後再膠合成板材，突破天然木材尺寸、方向性與缺陷的限制；本題需先說明優點，再分述木心板與粒片板的材料特性與作法。

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參考架構・破題

1950～1980 年代臺灣由農業轉向工業，工藝也由傳統手作走向外銷導向的產業化生產；本題以技術（做）、設計（想）、行銷（賣）三面向組織答案，並點出工藝與工業的關係。

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參考架構・破題

木材是各向異性材料，順紋方向纖維連續、強度高，橫紋方向纖維間僅靠較弱的結合，強度低；設計桌椅時須讓主要受力順著纖維方向，並避開橫紋弱點。

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參考架構・破題

鑄造是使熔融金屬流入模具凝固成形，鍛造是對固態金屬加熱或冷態施加外力使其塑性變形；兩者成形原理不同，造成微觀組織與性能差異。

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參考架構・破題

陶瓷與玻璃都以矽氧四面體為基礎，但陶瓷為多相結晶與玻璃相並存的多孔組織，玻璃則為無序均質的非晶質，這決定了熱衝擊抗性與光學性質的差異。

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參考架構・破題

設計目標是「永續環保」加「在地文化」的旅店茶盤組，作答宜先訂設計原則，再依材料、加工裝飾、文化與行銷三部分展開，並讓每個選擇都能回扣主題。

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參考架構・破題

材料的冷暖感由實際熱傳導性（觸摸時的熱流）與視覺線索（色彩、光澤、紋理）共同形成；設計師可利用這些感知差異，形塑舒適度與情感氛圍。

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參考架構・破題

絞胎（絞泥）陶瓷是將兩種以上不同色澤的陶土交錯揉合、拉坯或壓模成形，使紋路貫穿坯體內外的技法，作答需依製作流程說明。

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參考架構・破題

環氧樹脂是含環氧基的熱固性樹脂，需與硬化劑反應交聯成三維網狀結構，具優良黏著、強度與耐化學性，廣泛應用於工藝黏合、灌注與塗層。

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參考架構・破題

粉末冶金與鑄造都是把金屬材料製成形的方法，但前者是「粉末經壓結、燒結成形」，金屬不必完全熔化；後者是「金屬熔化成液態後澆入模腔凝固成形」。作答時以製程原理為主軸，再逐項對照優缺點與適用對象。

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參考架構・破題

本題為四個名詞解釋，每小題 5 分，宜各以「定義＋材料或原理＋工藝應用」三句左右完成，約一小段，不宜過長，也不可漏答任何一項。

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參考架構・破題

平板鈉玻璃自重下垂（烤彎、熱彎，slumping）是把平板玻璃放在模具上加熱到軟化，靠玻璃本身重量下垂貼合模面成形，再經退火完成的玻璃熱成型工藝。作答宜依製作順序，並強調溫度控制與退火。

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參考架構・破題

本題考「材料特性與設計需求的對應」：先界定夏季躺椅的功能條件（透氣、涼感、承重、人因舒適、耐潮防霉），再說明選哪種臺灣本土竹材或木材、如何加工接合，最後把造型語彙與材料特性結合，呈現從需求到成品的完整設計流程。

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參考架構・破題

木材是吸濕性且異方性的材料，含水率在纖維飽和點以下變化時會收縮或膨脹，且弦向、徑向、縱向收縮率不同，因而產生開裂、翹曲。降低變形應從「材料選擇與乾燥、結構設計、表面封閉、材料改質」四方面著手。

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參考架構・破題

坯釉結合的關鍵在於燒成冷卻時兩者收縮量的差異所產生的應力。釉膨脹係數大於坯體，釉受張應力而龜裂（貫入）；釉膨脹係數遠小於坯體，釉受過大壓應力而剝落（跳釉）；兩者相近且釉略小於坯時，釉面受適度壓應力最為穩定。作答須分組合說明結果並提出配方、工藝面的解決方式。

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參考架構・破題

本題分兩部分：先從天然漆的材料特性（成膜機制、耐久性、可塑性、裝飾技法）推導文創產品的設計方向；再比較東亞各國漆器傳統，提出臺灣漆器建立識別度的策略，例如在地漆源、蓬萊塗歷史、多元族群文化與跨材質創新。

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表面披覆是在金屬表面形成一層他種材料薄膜，以達防蝕、耐磨、裝飾目的。依覆膜材料分為金屬覆膜、有機物覆膜、陶瓷覆膜，作答要逐類說明原理與主要加工方法，並各舉一個具體工藝案例。

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參考架構・破題

竹材生長快、可再生、比強度高，但中空有節、徑小壁薄、易蟲蛀發霉、尺寸不一，限制了傳統應用。現代材料技術的方向是把竹材「單元化、重組化、複合化、改質化」，克服形態限制，擴展到建築、家具、交通工具、紡織與綠能等領域。

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參考架構・破題

陶瓷坯體常以黏土、長石、石英三類原料調配，分別扮演「可塑性來源」「助熔劑」「瘠性骨架」的角色。高嶺土與球狀黏土同屬黏土，但成因與性質不同，前者提供白度與耐火性，後者提供可塑性與乾燥強度。作答要逐一說明性質與在配方中的功能。

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參考架構・破題

柚木油塗裝與擦漆（拭漆）都屬「滲透型、薄塗膜」的表面處理，能保留木材紋理與觸感，契合現代家具追求自然質感、北歐與東方簡約風格的趨勢。作答要分別說明材料與施工方式，再比較兩者在美感、性能、環保、維護上的優勢，最後點出限制。

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參考架構・破題

加工硬化（應變硬化、冷作硬化）是指金屬在再結晶溫度以下受塑性變形後，強度與硬度上升、延性下降的現象。作答須從差排理論說明成因，再列出對機械、物理、化學性質的影響，並說明以退火消除及在金工工藝上的應用。

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參考架構・破題

天然纖維依來源分為植物纖維（纖維素為主）、動物纖維（蛋白質為主）與礦物纖維。作答應分類說明各主要纖維的結構特性、優缺點與在服飾、家飾及纖維工藝上的用途，並可結合臺灣在地纖維工藝。

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參考架構・破題

木材中的水分分為存在於細胞腔的自由水與吸附於細胞壁的結合水。乾燥時自由水先散失，當自由水恰好完全散失而細胞壁結合水仍呈飽和時的含水率，即為纖維飽和點。它是木材性質改變的分界點：以上僅重量改變，以下則尺寸與強度隨含水率顯著變化。

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參考架構・破題

三者的根本差異在於圖案「何時、以何種方式」產生：刺繡是在織好的布上以針線後加工；印花是在布面以染料或顏料印上圖案；提花是在織造時以經緯紗組織變化直接織出圖案。依此可由正反面、觸感、紗線結構等特徵辨識。

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參考架構・破題

成型方法決定坯土的狀態：拉坯靠「可塑性」讓土在手中延展而不裂，注漿靠「流動性」讓泥漿灌入石膏模並由模具吸水成坯。作答主軸就是從可塑性與流動性兩個需求，比較兩者在原料配比、含水量、添加劑與處理方式上的差異。

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參考架構・破題

大甲藺是苗栗苑裡、臺中大甲一帶傳統草帽、草蓆的編織原料，題目要求從「生態」（植物分類、生長環境、栽培採收）與「特質」（構造與材料性能）兩面說明，最後連結到為何適合編織。

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參考架構・破題

本題是兩個名詞解釋型題目，各約 10 分：膨脹係數屬熱物理性質，強度屬力學性質。每個都要寫「定義＋公式或單位＋類別＋工藝上的應用或影響」，才拿得到完整分數。

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參考架構・破題

本題的「機紡紗」指以機械將短纖維紡成的紗（短纖紗、spun yarn），「長纖紗」則是由連續長絲構成的紗（filament yarn）。作答依題目指定的三個面向：紗線生成、手感外觀、紗線強度逐一比較，最後以表格總結。

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參考架構・破題

《考工記》「天時、地氣、材美、工巧」四者合一，是傳統工藝的整體品質觀。答題時把這四個要素對應到竹工藝的取材、材料處理、設計製作三個階段，說明每一環節如何決定成品的耐用與美感。

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參考架構・破題

植物染「會褪色」是材料性質決定的：天然色素的分子結構易受光、熱、水、酸鹼破壞，且與纖維的結合力有限。作答先說明染料與纖維如何結合，再分析褪色機制，最後提出提高堅牢度的方法，讓回答具說服力。

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參考架構・破題

木材是由軸向排列的細胞構成的天然高分子材料，在縱向、徑向、弦向三個方向的收縮膨脹與強度都不同（異方性）。框架家具的榫卯常因含水率變化造成各方向尺寸變化不一致，產生鬆脫或變形。作答要從構造→異方性→榫卯失效機制→預防對策一路推演。

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釉是覆蓋在坯體表面的玻璃質層，基本上由玻璃形成劑、助熔劑與安定劑三類成分構成，再以金屬氧化物（著色劑）呈色。前半寫組成與功能，後半分述三種釉的呈色材料與燒成條件。

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參考架構・破題

題目要的是「規劃一套工序工法」，答案要像施工計畫：從素材整備、底層、中塗到平光面漆，逐步寫出每道工序的目的、材料、方法、研磨砂紙號數與乾燥要求，並強調保留原木色與餐桌椅的使用需求（耐磨、耐汙）。

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參考架構・破題

原木的支撐力來自「細胞壁」這個天然複合材料，以及細胞沿樹幹軸向排列的組織構造。作答從細胞壁的化學組成與層次結構，到針葉樹、闊葉樹的支撐細胞，再到年輪與心材，由微觀到巨觀說明。

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傳統彩繪用的金屬氧化物生料，燒前燒後顏色差異很大（例如氧化鈷燒前灰黑、燒後藍）；「輕鬆畫」強調看到的顏色就是燒成的顏色，可推論其核心是改用已預先煅燒合成、耐高溫的陶瓷色料，調成色釉或彩繪顏料。作答先做判斷，再說明成分、原理與優缺點。

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參考架構・破題

黃土粉是以含氧化鐵的黏土、土質礦物研磨而成的細粉，便宜、易取得、具填充性與天然土黃色。作答要先說明材料本質，再依工藝類別（漆藝、木作、陶瓷、彩繪、雕塑翻模）分述用途，最後談使用注意事項。

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本題要分別說明兩種名稱相近、性質不同的材料：水玻璃是無機的矽酸鈉水溶液；「水琉璃」一般指工藝上用來做出仿琉璃透亮效果的透明膠液類材料。作答宜先定義，再比較成分、硬化方式、特性與用途。

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FRP 浮雕是以石膏陰模承接不飽和聚酯樹脂與玻璃纖維積層而成。作答應依工序寫出「原型→翻石膏模→模具處理→膠衣→積層→硬化脫模→後加工」，並在每個步驟寫出材料與注意事項。

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參考架構・破題

琺瑯彩是清宮在燒好的白瓷上，以含金屬氧化物著色劑的低溫玻璃質琺瑯料彩繪，再經低溫烘燒而成。繽紛顏色的原理在於：多種金屬元素的呈色、助熔劑使色料在低溫熔融成光亮玻璃質，以及潔白胎釉襯托。

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參考架構・破題

那坨透明膏狀物是「解膠劑」，最常見的就是水玻璃（矽酸鈉）。它能讓泥漿在含水量不變甚至更少時大幅變稀、好流動。作答要用外賓聽得懂的方式說明它是什麼、為什麼有效、用了有什麼好處與注意事項。

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參考架構・破題

「青瓷」與「青花瓷」是兩種截然不同的瓷器：青瓷是以鐵為著色元素的單色青釉器，青花是以鈷料在白瓷胎上彩繪的釉下彩。題中花瓶「通體釉色青翠」、無紋飾描述，應登錄為「青瓷花瓶」，不能稱青花瓷瓶。

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參考架構・破題

骨瓷不是比喻，而是真的以動物骨頭煅燒成的骨灰作為主要原料燒成的瓷器，十八世紀在英國發展成熟。作答要說明原料組成、骨灰在燒成中的作用原理、製程，以及骨瓷的外觀與性能特色。

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